Ứng dụng của máy làm sạch bằng laser trong ngành công nghiệp đá

Do cấu trúc bề mặt mịn và dễ vỡ, các tác phẩm nghệ thuật bằng đá cao cấp như chạm khắc đá và chạm khắc đá đã trở thành lĩnh vực ứng dụng sớm nhất của việc làm sạch bằng laser. Người ta thấy rằng tia laser có một ưu điểm độc đáo trong việc loại bỏ các chất bẩn trên bề mặt di vật bằng đá. Nó có thể điều khiển chùm tia di chuyển trên bề mặt phức tạp rất chính xác và loại bỏ bụi bẩn mà không làm hỏng di tích đá. Sau đây giới thiệu ứng dụng của máy làm sạch laser trong ngành đá:

Lực liên kết giữa chất bẩn và bề mặt đá chủ yếu là lực vật lý và lực hóa học yếu. Lực hóa học yếu bao gồm liên kết hydro và năng lượng liên kết được hình thành bằng cách chuyển điện tích. Các lực vật lý bao gồm lực van der Waals (bao gồm các hiệu ứng tĩnh điện, cảm ứng và phân tán) và lực mao dẫn. Lý do tại sao đá khó làm sạch hơn các vật liệu có bề mặt cứng khác là do có một số lượng lớn các vi rò rỉ trong đá tự nhiên. Lực mao dẫn của các lỗ siêu nhỏ không chỉ tăng cường các lực liên kết khác nhau giữa bụi bẩn và đá mà còn gây khó khăn cho các lực bên ngoài làm sạch khác nhau.

Một là sử dụng sự khác biệt về hệ số hấp thụ của năng lượng laser ở một bước sóng nhất định giữa vật liệu nền và bụi bẩn bám trên bề mặt, để năng lượng laser được hấp thụ hoàn toàn bởi bụi bẩn kèm theo, được làm nóng và giãn nở hoặc bốc hơi và bay hơi, và hơi hình thành do hóa hơi được đẩy ra khỏi vật liệu nền để đạt được mục đích làm sạch. Yêu cầu là hệ số hấp thụ của vật liệu ma trận đối với năng lượng laser phải nhỏ, do đó vật liệu ma trận không bị hư hại. Do đó, chìa khóa để đạt được hiệu quả làm sạch an toàn và hiệu quả là chọn bước sóng laser thích hợp và kiểm soát mật độ năng lượng.

Hai là làm sạch trong trường hợp hệ số hấp thụ của chùm tia laze không khác nhau nhiều giữa vật liệu nền và phần đính kèm bề mặt, hoặc phần đính kèm bề mặt sẽ tạo ra các chất độc hại sau khi được nung nóng. Thông thường, tia laser xung có tần số và công suất cao hơn được sử dụng để tác động lên bề mặt đã được làm sạch, do đó một phần của chùm tia được chuyển thành sóng âm thanh. Sóng âm thanh quay trở lại sau khi tác động vào bề mặt cứng ở giữa và dưới, và phần nó quay trở lại.